專利名稱：隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦山井下提升機(jī)使用的隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱。
技術(shù)背景目前，我國煤礦井下提升機(jī)的數(shù)量相當(dāng)多，而提升機(jī)的控制部分大多為分離 的元器件(如接觸器、繼電器等)組成。這種控制設(shè)備體積大、故障率高、維 護(hù)不方便，尤其在井下運(yùn)輸、安裝時(shí)很不方便。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試方便的 隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括外殼、模擬隔離板、可調(diào)閘板、電源 模塊、監(jiān)控可編程控制器、通訊模塊、主可編程控制器、輸入擴(kuò)展模塊、光耦板、 輸出擴(kuò)展模塊、繼電器板、信號轉(zhuǎn)換板、本安電源板，外殼上設(shè)置有防爆標(biāo)志標(biāo) 牌、警示標(biāo)志標(biāo)牌、銘牌、煤安標(biāo)志標(biāo)牌、引入裝置，電源通過接線插頭、插座 接入，經(jīng)濾波器濾波，然后分為兩路， 一路連接到本安電源板上，另一路電源連 接到電源模塊的輸入端，外圍傳感器輸入信號經(jīng)光耦板隔離后分別連接到監(jiān)控可 編程控制器和主可編程控制器的輸入端，在主控可編程控制器上連接一個(gè)輸入擴(kuò) 展模塊和一個(gè)輸出擴(kuò)展模塊，對可編程控制器的輸入端、輸出端進(jìn)行擴(kuò)充，主控 可編程控制器上還連接有一個(gè)通訊模塊，通訊模塊的信號線連接到信號轉(zhuǎn)換板上, 監(jiān)控可編程控制器通過模擬隔離板與可調(diào)閘板及信號轉(zhuǎn)換板相連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，它能廣泛應(yīng)用于有爆炸性氣體(甲烷)和煤塵的環(huán)境中，它采用通訊技術(shù)在保證功能更加完善的前提下，又減少了內(nèi)部接線，內(nèi)部同 時(shí)安裝有兩個(gè)可編程控制器，兩個(gè)可編程控制器分別對外部的輸入信號進(jìn)行邏輯 運(yùn)算處理后，通過輸出控制信號來控制相應(yīng)的設(shè)備，完成提升機(jī)運(yùn)行及所有保護(hù) 功能，實(shí)現(xiàn)煤礦安全規(guī)程中規(guī)定的安全回路雙線制，節(jié)約了成本，而且結(jié)構(gòu)緊湊, 體積小，運(yùn)輸和安裝非常方便。


以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部器件布置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的電氣原理框圖。圖4為本安電源板的部分原理示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。控制箱外殼l采用防爆結(jié)構(gòu)，前門為 右?guī)蚤T結(jié)構(gòu)。在前門的上部為"系統(tǒng)斷電后開蓋"的警示標(biāo)志標(biāo)牌3，前門的上部 左邊為防爆標(biāo)志標(biāo)牌2，右邊為煤安標(biāo)志標(biāo)牌5，下部為控制箱的銘牌4，控制箱 引入裝置6用來通過外圍輸入信號、輸出控制信號和電源的電纜，下邊兩個(gè)底板 支架7用來固定控制箱。圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部器件布置結(jié)構(gòu)示意圖。模擬隔離板8、可調(diào)閘板9、接 線插頭、插座10、電源模塊11、監(jiān)控可編程控制器12、通訊模塊13、主可編程 控制器14、輸入擴(kuò)展模塊15、光耦板16、輸出擴(kuò)展模塊17、繼電器板18、電源 接線插頭19、濾波器20、信號轉(zhuǎn)換板21、本安電源板22，均安裝在控制箱外殼l 內(nèi)。圖3為本實(shí)用新型的電氣原理框圖。電源電壓為AC 220V,電源通過電源接線插頭19接入，經(jīng)濾波器濾波，然后分為兩路。
一路連接到本安電源板22上，經(jīng)過本安電源板22后轉(zhuǎn)換為一路DC 12V和一路DC 6V的本安電源，DC 12V本安電 源分別為外圍本安信號、傳感器23、光耦板16的初級及模擬隔離板8的初級供電。 DC6V的本安電源為控制箱外部的顯示器供電，另一路電源連接到電源模塊的輸入 端。外圍傳感器23輸入信號經(jīng)光耦板16隔離后分別連接到FX2NC-16MR監(jiān)控可編 程控制器12和FX2NC-32MT主控可編程控制器14的輸入端。FX2NC-16MR監(jiān)控可編 程控制器和FX2NC-32MT主控可編程控制器作為提升機(jī)控制系統(tǒng)的控制核心，分別 將采集的信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，然后輸出控制信號，控制外部設(shè)備，完成提升 機(jī)運(yùn)行及所有保護(hù)功能。在主控可編程控制器14上連接一個(gè)輸入擴(kuò)展模塊15和 一個(gè)輸出擴(kuò)展模塊17,用于對可編程控制器的輸入端、輸出端進(jìn)行擴(kuò)充。主控可 編程控制器14上還連接有一個(gè)通訊模塊13,通訊模塊的信號線連接到信號轉(zhuǎn)換板 21上，通過該通訊模塊13將主可編程控制器14的數(shù)據(jù)與信號轉(zhuǎn)換板21上的單片 機(jī)進(jìn)行串行通訊。為了保證單片機(jī)與可編程控制器之間能準(zhǔn)確、可靠地通訊，對 數(shù)據(jù)傳輸方式、同步控制方式、差錯(cuò)處理等問題做出明確規(guī)定，該規(guī)定就是一個(gè) 通訊協(xié)議，按照規(guī)定的通訊協(xié)議，單片機(jī)和可編程控制器之間實(shí)現(xiàn)雙工通訊。另 一路AC 220V的電源與DVPPS02電源模塊ll相連，轉(zhuǎn)換后輸出兩路DC24V電源， 分別給監(jiān)控可編程控制器12、主可編程控制器14、輸入擴(kuò)展模塊15、輸出擴(kuò)展模 塊17及可調(diào)閘板9供電。光耦板是通過光耦分別對輸入信號進(jìn)行本安和非本安的 隔離。繼電器板18主要是實(shí)現(xiàn)可調(diào)閘板9輸出部分外接的兩個(gè)工作閘的KT線圈 的相互切換。模擬隔離板8主要對四路輸入的模擬量信號進(jìn)行本安與非本安的隔 離，且每一路的輸入與輸出為k 1線性關(guān)系，其初級采用本安DC 12V供電，次 級采用非本安DC 24V供電。信號轉(zhuǎn)換板21主要通過單片機(jī)與主控可編程控制器 14之間的串行通訊完成兩者之間的數(shù)據(jù)交換。工作過程首先，單片機(jī)要完成模擬信號的采集并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的數(shù)字量發(fā)送給主控可編程控制器，主控 可編程控制器接收到這些數(shù)字量后進(jìn)行運(yùn)算處理，然后將數(shù)字量發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收到這些信號后進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換并將模擬量信號輸出。另外，該板還將從 通訊模塊13接收的232通訊信號轉(zhuǎn)換為485通訊信號。圖4為本安電源板原理示意圖。本安電源板有五部分組成。第一部分是輸入 電路，它包含有低通濾波和一次整流環(huán)節(jié)。交流電直接經(jīng)低通濾波器和整流橋整 流后得到未穩(wěn)定的直流電壓Vi。第二部分是功率轉(zhuǎn)換，是把高功率因數(shù)的直流電 壓變換成受到控制的、符合設(shè)計(jì)要求的高頻方波脈沖電壓，它是由電子開關(guān)和高 頻變壓器來完成的。在VT1導(dǎo)通期間變壓器T1從輸入惻蓄積能量，在下一次截止 期間變壓器Tl蓄積的能量釋放供給輸出負(fù)載。當(dāng)截止時(shí)間結(jié)束變壓器初級電壓Vtl 自由振蕩返回到0V。電子開關(guān)的基極與反饋繞組相連，反饋繞組產(chǎn)生的電壓加在 基極上控制電子開關(guān)VT1的導(dǎo)通和關(guān)斷。第三部分是輸出電路，用于將高頻方波 脈沖電壓經(jīng)二極管整流和電感濾波后變成直流電壓輸出。第四部分是控制電路， 輸出電壓經(jīng)過電阻分壓、采樣后與電路的TL431產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較、放大。 第五部分是開關(guān)控制，根據(jù)第四部分返回的控制信號對電子開關(guān)管進(jìn)行"開"和 "關(guān)"控制，并通過控制電子開關(guān)管通、斷時(shí)間的比例來控制第二部分的方波輸 出，從而達(dá)到變換電源的目的。本安電源板的實(shí)質(zhì)是電源的變換。
權(quán)利要求1、一種隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱，包括外殼、模擬隔離板、可調(diào)閘板、電源模塊、監(jiān)控可編程控制器、通訊模塊、主可編程控制器、輸入擴(kuò)展模塊、光耦板、輸出擴(kuò)展模塊、繼電器板、信號轉(zhuǎn)換板、本安電源板，外殼上設(shè)置有防爆標(biāo)志標(biāo)牌、警示標(biāo)志標(biāo)牌、銘牌、煤安標(biāo)志標(biāo)牌、引入裝置，其特征是電源通過接線插頭、插座接入，經(jīng)濾波器濾波，然后分為兩路，一路連接到本安電源板上，另一路電源連接到電源模塊的輸入端，外圍傳感器輸入信號經(jīng)光耦板隔離后分別連接到監(jiān)控可編程控制器和主可編程控制器的輸入端，在主控可編程控制器上連接一個(gè)輸入擴(kuò)展模塊和一個(gè)輸出擴(kuò)展模塊，對可編程控制器的輸入端、輸出端進(jìn)行擴(kuò)充，主控可編程控制器上還連接有一個(gè)通訊模塊，通訊模塊的信號線連接到信號轉(zhuǎn)換板上，監(jiān)控可編程控制器通過模擬隔離板與可調(diào)閘板及信號轉(zhuǎn)換板相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱，其特征是所述的外 殼采用防爆結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱，電源通過接線插頭、插座接入，經(jīng)濾波器濾波，然后分為兩路，一路連接到本安電源板上，另一路電源連接到電源模塊的輸入端，外圍傳感器輸入信號經(jīng)光耦板隔離后分別連接到監(jiān)控可編程控制器和主可編程控制器的輸入端，在主控可編程控制器上連接一個(gè)輸入擴(kuò)展模塊和一個(gè)輸出擴(kuò)展模塊，對可編程控制器的輸入端、輸出端進(jìn)行擴(kuò)充，主控可編程控制器上還連接有一個(gè)通訊模塊，通訊模塊的信號線連接到信號轉(zhuǎn)換板上，監(jiān)控可編程控制器通過模擬隔離板與可調(diào)閘板及信號轉(zhuǎn)換板相連接，能廣泛應(yīng)用于有爆炸性氣體(甲烷)和煤塵的環(huán)境中，通過輸出信號來控制相應(yīng)的設(shè)備，完成提升機(jī)運(yùn)行及所有保護(hù)功能，而且結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，運(yùn)輸和安裝非常方便。
文檔編號B66B17/28GK201089690SQ20072009143
公開日2008年7月23日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者崔會朋, 杰 張, 張福貴, 王興旺, 趙生福, 趙禧林, 鄧風(fēng)永 申請人:焦作市明株自動化工程有限責(zé)任公司